Masa ketika kita mengaitkan plasma dengan sesuatu yang tidak nyata, tidak dapat difahami, hebat, sudah lama berlalu. Hari ini, konsep ini digunakan secara aktif. Plasma digunakan dalam industri. Ia paling banyak digunakan dalam kejuruteraan pencahayaan. Contohnya ialah lampu nyahcas gas yang menerangi jalan raya. Tetapi ia juga terdapat dalam lampu pendarfluor. Ia juga dalam kimpalan elektrik. Lagipun, arka kimpalan adalah plasma yang dihasilkan oleh obor plasma. Banyak contoh lain boleh diberikan.
fizik Plasma ialah cabang sains yang penting. Oleh itu, adalah wajar memahami konsep asas yang berkaitan dengannya. Artikel kami dikhususkan untuk artikel ini.
Definisi dan jenis plasma
Apakah itu plasma? Definisi dalam fizik agak jelas. Keadaan plasma adalah keadaan jirim sedemikian apabila yang terakhir mempunyai bilangan zarah bercas (pembawa) yang ketara (bersamaan dengan jumlah zarah) yang boleh bergerak secara bebas di dalam bahan. Jenis plasma utama berikut dalam fizik boleh dibezakan. Jika pembawa tergolong dalam zarah jenis yang sama (danzarah bercaj bertentangan, meneutralkan sistem, tidak mempunyai kebebasan bergerak), ia dipanggil satu komponen. Jika tidak, ia adalah - dua atau berbilang komponen.
Ciri plasma
Jadi, kami telah menerangkan secara ringkas konsep plasma. Fizik ialah sains tepat, jadi takrifan amat diperlukan di sini. Mari kita beritahu tentang ciri utama keadaan jirim ini.
Sifat plasma dalam fizik adalah seperti berikut. Pertama sekali, di negeri ini, di bawah tindakan daya elektromagnet yang sudah kecil, pergerakan pembawa timbul - arus yang mengalir dengan cara ini sehingga daya ini hilang disebabkan oleh penyaringan sumbernya. Oleh itu, plasma akhirnya beralih ke keadaan di mana ia separa neutral. Dengan kata lain, isipadunya, lebih besar daripada beberapa nilai mikroskopik, mempunyai cas sifar. Ciri kedua plasma adalah berkaitan dengan sifat jarak jauh daya Coulomb dan Ampère. Ia terdiri daripada fakta bahawa gerakan di negeri ini, sebagai peraturan, mempunyai watak kolektif, yang melibatkan sejumlah besar zarah bercas. Ini adalah sifat asas plasma dalam fizik. Adalah berguna untuk mengingati mereka.
Kedua-dua ciri ini membawa kepada fakta bahawa fizik plasma adalah luar biasa kaya dan pelbagai. Manifestasi yang paling ketara ialah mudahnya berlakunya pelbagai jenis ketidakstabilan. Mereka adalah halangan serius yang menghalang penggunaan praktikal plasma. Fizik adalah sains yang sentiasa berkembang. Oleh itu, adalah diharapkan dari masa ke masa halangan iniakan dihapuskan.
Plasma dalam cecair
Berbalik kepada contoh struktur khusus, mari kita mulakan dengan pertimbangan subsistem plasma dalam jirim pekat. Di antara cecair, pertama sekali seseorang harus menamakan logam cecair - contoh yang sepadan dengan subsistem plasma - plasma pembawa elektron komponen tunggal. Tegasnya, kategori yang menarik kepada kita juga harus termasuk cecair elektrolit yang terdapat pembawa - ion kedua-dua tanda. Walau bagaimanapun, atas pelbagai sebab, elektrolit tidak termasuk dalam kategori ini. Salah satunya ialah tiada cahaya, pembawa mudah alih, seperti elektron, dalam elektrolit. Oleh itu, sifat plasma di atas dinyatakan jauh lebih lemah.
Plasma dalam kristal
Plasma dalam kristal mempunyai nama khas - plasma keadaan pepejal. Dalam kristal ionik, walaupun terdapat cas, ia tidak bergerak. Oleh itu, tidak ada plasma. Dalam logam, ini adalah elektron pengaliran yang membentuk plasma satu komponen. Cajnya diimbangi oleh caj ion tidak bergerak (lebih tepat, tidak dapat mengalihkan jarak jauh).
Plasma dalam semikonduktor
Memandangkan asas fizik plasma, perlu diperhatikan bahawa keadaan dalam semikonduktor adalah lebih pelbagai. Mari kita cirikan secara ringkas. Plasma satu komponen dalam bahan ini boleh timbul jika bendasing yang sesuai dimasukkan ke dalamnya. Jika bendasing mudah menderma elektron (penderma), maka pembawa jenis-n muncul - elektron. Jika kekotoran, sebaliknya, mudah mengambil elektron (penerima), maka pembawa jenis-p timbul- lubang (tempat kosong dalam pengagihan elektron), yang berkelakuan seperti zarah dengan cas positif. Plasma dua komponen yang dibentuk oleh elektron dan lubang timbul dalam semikonduktor dengan cara yang lebih mudah. Sebagai contoh, ia muncul di bawah tindakan pengepaman cahaya, yang membuang elektron dari jalur valens ke dalam jalur pengaliran. Kami perhatikan bahawa dalam keadaan tertentu, elektron dan lubang yang tertarik antara satu sama lain boleh membentuk keadaan terikat yang serupa dengan atom hidrogen - pengujaan, dan jika pengepaman sengit dan ketumpatan exciton tinggi, maka mereka bergabung bersama dan membentuk setitik. cecair lubang elektron. Kadangkala keadaan sedemikian dianggap sebagai keadaan jirim baharu.
Pengionan gas
Contoh di atas merujuk kepada kes khas keadaan plasma, dan plasma dalam bentuk tulennya dipanggil gas terion. Banyak faktor boleh membawa kepada pengionannya: medan elektrik (pelepasan gas, ribut petir), fluks cahaya (fotoionisasi), zarah cepat (radiasi daripada sumber radioaktif, sinar kosmik, yang ditemui dengan meningkatkan tahap pengionan dengan ketinggian). Walau bagaimanapun, faktor utama ialah pemanasan gas (pengionan terma). Dalam kes ini, pemisahan elektron daripada atom membawa kepada perlanggaran dengan zarah gas yang terakhir, yang mempunyai tenaga kinetik yang mencukupi disebabkan oleh suhu tinggi.
Plasma suhu tinggi dan rendah
Fizik plasma suhu rendah ialah perkara yang kita hadapi hampir setiap hari. Contoh keadaan sedemikian adalah nyala api,bahan dalam pelepasan gas dan kilat, pelbagai jenis plasma ruang sejuk (iono- dan magnetosfera planet dan bintang), bahan berfungsi dalam pelbagai peranti teknikal (penjana MHD, enjin plasma, pembakar, dll.). Contoh plasma suhu tinggi ialah perkara bintang pada semua peringkat evolusinya, kecuali untuk kanak-kanak awal dan usia tua, bahan berfungsi dalam kemudahan gabungan termonuklear terkawal (tokamaks, peranti laser, peranti pancaran, dll.).
Keadaan jirim keempat
Setengah abad yang lalu, ramai ahli fizik dan ahli kimia percaya bahawa jirim hanya terdiri daripada molekul dan atom. Ia digabungkan dalam kombinasi sama ada tidak teratur sepenuhnya atau lebih atau kurang teratur. Adalah dipercayai bahawa terdapat tiga fasa - gas, cecair dan pepejal. Bahan menerimanya di bawah pengaruh keadaan luaran.
Walau bagaimanapun, pada masa ini kita boleh mengatakan bahawa terdapat 4 keadaan jirim. Ia adalah plasma yang boleh dianggap baru, yang keempat. Perbezaannya daripada keadaan terkondensasi (pepejal dan cecair) terletak pada hakikat bahawa, seperti gas, ia bukan sahaja mempunyai keanjalan ricih, tetapi juga isipadu tetap. Sebaliknya, plasma mempunyai persamaan dengan keadaan terkondensasi kehadiran susunan jarak dekat, iaitu, korelasi kedudukan dan komposisi zarah bersebelahan dengan cas plasma tertentu. Dalam kes ini, korelasi sedemikian dijana bukan oleh antara molekul, tetapi oleh daya Coulomb: cas yang diberikan menolak cas dengan nama yang sama dengan dirinya dan menarik yang bertentangan.
fizik Plasma telah disemak secara ringkas oleh kami. Topik ini agak besar, jadi kami hanya boleh mengatakan bahawa kami telah mendedahkan asasnya. Fizik plasma sememangnya patut dipertimbangkan lebih lanjut.
